發動機冷卻系統的工作原理是：

當發動機運轉時，水泵隨之旋轉，給冷卻液加壓，促使冷卻液在冷卻系統中強制循環。循環的冷卻液帶走發動機缸體、缸套、缸蓋等零件的熱量。

在冷卻液溫度未達到節溫器開啟溫度時，冷卻液通過水循環管直接從水泵重新進入缸體，此時進行冷車循環，目的是讓發動機盡快達到正常工作溫度。

當冷卻液溫度達到節溫器開啟溫度，節溫器閥門關閉小循環管旁通水路，冷卻液流入散熱器水室，經風扇吸過的空氣強制冷卻，散失熱量后，再流到散熱器水室，經水泵重新泵入缸體，這就是正常循環。

汽車冷卻系統有主循環和車內取暖循環。主循環包括冷車循環和正常循環。冷車著車后，發動機逐漸升溫，冷卻液溫度低，只進行冷車循環。隨著溫度升高到節溫器開啟溫度（通常在 80℃后），開始正常循環，冷卻液從發動機出來，經散熱器散熱，再經水泵進入發動機。

車內取暖循環是將冷卻液的熱量送入車內，不受節溫器控制，只要打開暖氣就開始。

冷卻系統中的冷卻液通常是水和乙二烯乙二醇的混合液，能降低凝固點、提高沸點。

散熱器由上水室、下水室和散熱器芯組成，負責散熱。壓力蓋調節冷卻系統壓力，風扇增加散熱器性能，水泵保障冷卻液循環，節溫器調節散熱器水溫。

為保證冷卻系統正常工作，要選用合適的冷卻水，留意各部技術狀態，檢查風扇皮帶緊度，定期清洗水垢，更換機油，冬季還要保養和清洗冷卻系統。